前言
這篇部落格主要用於記錄一些關於電機一些專有名詞分析的事情,特此記錄,一方面便於日後自己的溫故學習,另一方面也比便於大家的學習和交流。如有不對之處,歡迎評論區指出錯誤,你我共同進步學習!
這裡摘要自b站的這位老師的影片,原影片很長,這裡做出一定程度的總結:
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正文
一、力矩
二、角速度和線速度
角速度,指的是單位時間內轉過的角度值
線速度,指的是單位時間內轉過的距離值
角加速度,指的是單位時間內,角速度的增加值
線加速度,指的是單位時間內,線加速度的增加值
轉速,可以指的是一分鐘轉多少圈r/min,也可以是r/s
三、轉動慣量
剛體對於轉軸的轉動慣量,剛體在受到外力力矩作用下能夠保持原來運動狀態的慣性量度的大小。
【單位】 \(kg * m^2\)
【轉動慣量的先決條件】是關於哪個轉軸來說的。。
我自己的直觀理解是,這個變數除了可以類比質量m外,利用牛一(慣性定理去理解),也可以認為是一種保持的變數。就是轉動慣量大的話,一般慣性越大,就像載滿貨物的火車不好剎車,因為它慣性大,同樣,轉動慣量大的電機一旦轉起來也就不好停下來。
那我自己的機器人舉一個簡單的例子,一開始我給關節電機的轉動慣量很小,就導致受到一點點的力就可以把機器人整體拉飛起來(懂我意思吧,電機不好保持原來的狀態了),就很塑性。
四、剛體定軸轉定定律
其實這裡可以和牛頓第二定律進行類比,方便進行理解
五、電機的扭矩
先說計算公式:
\(P = \frac{(F\times S)}{t}\)
F是做功的力,S是距離,t是時間
因為距離除以時間等於速度,所以功率又可以用來表示為:
\(P = F \times v\)
我們又引入了轉速n,單位是rpm,表示每分鐘轉多少圈: \(n = \frac{Revolutions}{Per Minute}\)。
同時我們又知道線速度: \(v = n \times 2 \pi R\) ,表示每分鐘電機轉動的距離,類比於速度,一秒鐘走過的距離。其中R為半徑.
帶入上式可以得到功率的表示式:
\(P = F\times n \times 2 \pi R\)
又因為電機產生的扭矩為:
\(M = F \times R\)
所以綜合上述得到電機的扭矩公式為:
\(M = F \times R = \frac{P}{n \times 2 \pi R} \times R = \frac{P}{2\pi n}\)
通常習慣上用每分鐘轉過圈數表示,就是英語中的Revolutions Per minute(rpm),沒有單位;
電機功率通常用千瓦表示;
扭矩用牛頓每米表示,即牛米。
統一單位後公式變為:
\(M = \frac{1000P}{\frac{n}{60}\times 2\times \pi}\)
整理以下常數部分:
\(\frac{1000 \times 60}{2\pi} \approx 9549.296748407161\)
大致取常數9550
所以最後就得到了扭矩和轉速的公式:
\(M = \frac{9550\times P}{n}\)
P的單位是Kw
n的單位是rpm
可以看到,在功率一定的情況下,電機扭矩和轉速是成反比的,當電機轉速越大,扭矩越小;當電機扭矩越大,則電機轉速越小。